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PodSecurityPolicy：历史背景

作者： Mahé Tardy (Quarkslab)

从 Kubernetes v1.25 开始，PodSecurityPolicy (PSP) 准入控制器已被移除。 在为 Kubernetes v1.21 发布的博文 PodSecurityPolicy 弃用：过去、现在和未来 中，已经宣布并详细说明了它的弃用情况。

本文旨在提供 PSP 诞生和演变的历史背景，解释为什么从未使该功能达到稳定状态，并说明为什么它被移除并被 Pod 安全准入控制取代。

PodSecurityPolicy 与其他专门的准入控制插件一样，作为内置的策略 API，对有关 Pod 安全设置的特定字段提供细粒度的权限。 它承认集群管理员和集群用户通常不是同一个人，并且以 Pod 形式或任何将创建 Pod 的资源的形式创建工作负载的权限不应该等同于“集群上的 root 账户”。 它还可以通过变更配置来应用更安全的默认值，并将底层 Linux 安全决策与部署过程分离来促进最佳实践。

PodSecurityPolicy 的诞生

PodSecurityPolicy 源自 OpenShift 的 SecurityContextConstraints (SCC)， 它出现在 Red Hat OpenShift 容器平台的第一个版本中，甚至在 Kubernetes 1.0 之前。PSP 是 SCC 的精简版。

PodSecurityPolicy 的创建起源很难追踪，特别是因为它主要是在 Kubernetes 增强提案 (KEP) 流程之前添加的， 当时仍在使用设计提案（Design Proposal）。事实上，最终设计提案的存档仍然可以找到。 尽管如此，编号为 5 的 KEP 是在合并第一个拉取请求后创建的。

在添加创建 PSP 的第一段代码之前，两个主要的拉取请求被合并到 Kubernetes 中， SecurityContext 子资源 定义了 Pod 容器上的新字段，以及 ServiceAccount API 的第一次迭代。

Kubernetes 1.0 于 2015 年 7 月 10 日发布，除了 Alpha 阶段的 SecurityContextDeny 准入插件 （当时称为 scdeny）之外， 没有任何机制来限制安全上下文和工作负载的敏感选项。 SecurityContextDeny 插件 今天仍存在于 Kubernetes 中（作为 Alpha 特性），负责创建一个准入控制器，以防止在安全上下文中使用某些字段。

PodSecurityPolicy 的根源是早期关于安全策略的一个拉取请求， 它以 SCC（安全上下文约束）为基础，增加了新的 PSP 对象的设计方案。这是一个长达 9 个月的漫长讨论， 基于 OpenShift 的 SCC 反复讨论， 多次变动，并重命名为 PodSecurityPolicy，最终在 2016 年 2 月进入上游 Kubernetes。 现在 PSP 对象已经创建，下一步是添加一个可以执行这些政策的准入控制器。 第一步是添加不考虑用户或组 的准入控制。 2016 年 5 月，一个特定的使 PodSecurityPolicy 达到可用状态的问题被添加进来， 以跟踪进展，并在名为 PSP 准入的拉取请求中合并了准入控制器的第一个版本。 然后大约两个月后，发布了 Kubernetes 1.3。

下面是一个时间表，它以 1.0 和 1.3 版本作为参考点，回顾了 PodSecurityPolicy 及其准入控制器诞生的主要拉取请求。

Timeline of the PodSecurityPolicy creation pull requests

之后，PSP 准入控制器通过添加最初被搁置的内容进行了增强。 在 2016 年 11 月上旬合并鉴权机制， 允许管理员在集群中使用多个策略，为不同类型的用户授予不同级别的访问权限。 后来，2017 年 10 月合并的一个拉取请求 修复了 PodSecurityPolicies 在变更和字母顺序之间冲突的设计问题， 并继续构建我们所知道的 PSP 准入。之后，进行了许多改进和修复，以构建最近 Kubernetes 版本的 PodSecurityPolicy 功能。

Pod 安全准入的兴起

尽管 PodSecurityPolicy 试图解决的是一个关键问题，但它却包含一些重大缺陷：

  • 有缺陷的鉴权模式 - 如果用户针对 PSP 具有执行 use 动作的权限，而此 PSP 准许该 Pod 或者该 Pod 的服务帐户对 PSP 执行 use 操作，则用户可以创建一个 Pod。
  • 难以推广 - PSP 失败关闭。也就是说，在没有策略的情况下，所有 Pod 都会被拒绝。 这主要意味着默认情况下无法启用它，并且用户必须在启用该功能之前为所有工作负载添加 PSP， 因此没有提供审计模式来发现哪些 Pod 会不被新策略所允许。 这种采纳模式还导致测试覆盖率不足，并因跨特性不兼容而经常出现故障。 而且与 RBAC 不同的是，还不存在在项目中交付 PSP 清单的强大文化。
  • 不一致的无边界 API - API 的发展有很多不一致的地方，特别是由于许多小众场景的请求： 如标签、调度、细粒度的卷控制等。它的可组合性很差，优先级模型较弱，会导致意外的变更优先级。 这使得 PSP 与其他第三方准入控制器的结合真的很困难。
  • 需要安全知识 - 有效使用 PSP 仍然需要了解 Linux 的安全原语。 例如：MustRunAsNonRoot + AllowPrivilegeEscalation。

PodSecurityPolicy 的经验得出的结论是，大多数用户关心两个或三个策略，这导致了 Pod 安全标准的创建，它定义了三个策略：

  • Privileged（特权的） - 策略不受限制。
  • Baseline（基线的） - 策略限制很少，允许默认 Pod 配置。
  • Restricted（受限的） - 安全最佳实践策略。

作为 PSP 的替代品，新的 Pod 安全准入是 Kubernetes v1.25 的树内稳定的准入插件，用于在命名空间级别强制执行这些标准。 无需深入的安全知识，就可以更轻松地实施基本的 Pod 安全性。 对于更复杂的用例，你可能需要一个可以轻松与 Pod 安全准入结合的第三方解决方案。

下一步是什么

有关 SIG Auth 流程的更多详细信息，包括 PodSecurityPolicy 删除和 Pod 安全准入的创建， 请参阅在 KubeCon NA 2021 的 SIG auth update at KubeCon NA 2019 和 PodSecurityPolicy Replacement: Past, Present, and Future 演示录像。

特别是在 PSP 移除方面，PodSecurityPolicy 弃用：过去、现在和未来博客文章仍然是准确的。

对于新的 Pod 安全许可，可以访问文档。 此外，博文 Kubernetes 1.23: Pod Security Graduers to Beta 以及 KubeCon EU 2022 演示文稿 the Hitchhicker’s Guide to Pod Security 提供了很好的实践教程来学习。